JP3414447B2 - 静電粉体塗装用摩擦帯電ガン - Google Patents

静電粉体塗装用摩擦帯電ガン

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JP3414447B2 JP22134493A JP22134493A JP3414447B2 JP 3414447 B2 JP3414447 B2 JP 3414447B2 JP 22134493 A JP22134493 A JP 22134493A JP 22134493 A JP22134493 A JP 22134493A JP 3414447 B2 JP3414447 B2 JP 3414447B2
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雅洋 山本
建三 柳田
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/047Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns using tribo-charging

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  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、静電粉体塗装用に使
用される摩擦帯電ガンに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、コロナ帯電による粉体の静電スプ
レーシステムでは、被塗物の深い溝のコーナー部や、込
み入った形状部分に完全に粉体をコーティングするのは
非常に困難で、実際には、これらのコーティングの困難
な部分に対して、ハンドガンによる1回ないし数回の補
正塗装を行っている。したがって、ファラデーケージ効
果による影響がなく、優れたつき廻り性が得られ、その
ために逆電離が発生せず、美粧塗装ができる摩擦帯電ガ
ンによる粉体の静電スプレーシステムが実施されるよう
になっている(例えば、特公昭62ー24135号公報
参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の摩擦
帯電による粉体の静電スプレーシステムに利用される摩
擦帯電ガンにおいては、帯電部を形成する部材やその粉
体摩擦面が非導電性のフッソ樹脂で作られ、その外周に
は蓄積する電荷を逃がすためにアース接続された導電層
が設けられ、運ばれる粉体がその帯電部と接触して帯電
するようになっている。
【0004】しかしながら、従来のこのような摩擦帯電
ガンにあっては、帯電部に粉体の帯電電荷と逆極性の電
荷が発生して蓄積し、粉体の帯電効率が低下するので、
帯電部の面積を大きくするために帯電用の粉体通路を長
くする必要があり、小型にすることが出来なかった。ま
た、帯電効率は、粉体が帯電部に強く接すれば接するほ
どよくなるが、そうすると、帯電部の寿命が短くなると
いう欠陥があった。
【0005】この発明は、このような従来の欠陥を解消
し、帯電効率の低下がなく、帯電部の面積を小さくして
小型化でき、かつ耐摩耗性に優れた粉体塗装用摩擦帯電
ガンを提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、筒状の外殻と、この外殻内に収容され
るとともにその入口側に圧縮流体供給部が構成された粉
体通路を有する帯電部材とからなる静電粉体塗装用摩擦
帯電ガンにおいて、帯電部材を導電性フッソ樹脂で形成
して導電性となし、アースすることによって、この帯電
部材に蓄積される、粉体の帯電電荷と逆極性の電荷を漏
洩させるものである。なお、筒状の外殻と、この外殻内
に収容されるとともにその入口側に圧縮流体供給部が構
成された粉体通路を有する帯電部材とからなる静電粉体
塗装用摩擦帯電ガンにおいて、前記帯電部材を金属材料
あるいは絶縁材料で形成し、その粉体通路の粉体摩擦面
を、フッソ樹脂の微粒子を均一に分散共析させた複合メ
ッキ被膜を形成することによって導電性となし、アース
することによって、この粉体摩擦面に蓄積される、粉体
の帯電電荷と逆極性の電荷を漏洩させるものとしてもよ
い。
【0007】さらに、この発明の静電粉体塗装用摩擦帯
電ガンは、圧縮流体供給部に、粉体に旋回流を与えるた
めの接線方向のノズル穴を有するノズル筒部を設け、帯
電部材の中央部には、軸方向において圧縮流体の旋回方
向と逆に捩った粉体通路を形成したものが好ましい。
【0008】
【作用】従来技術における帯電効率の低下は、粉体の帯
電電荷と逆極性の電荷が帯電部である帯電部材やその粉
体摩擦面に発生し、帯電部が非導電性材料で形成されて
いるため、この逆極性の電荷が帯電部に蓄積することが
原因であると判明している。この発明は、実験の結果、
帯電部である帯電部材やその粉体摩擦面を導電性として
も粉体に帯電させることができることを発見してなされ
たものである。すなわち、帯電部である帯電部材または
その粉体摩擦面が導電性であり、かつアースされている
ため、帯電部に発生した逆極性の電荷は、アースに流れ
て蓄積することがなく、したがって粉体の帯電効率の低
下を招くことのないものである。
【0009】そして、帯電部を導電性のフッソ樹脂から
なる帯電部材により形成することによって、フッソ樹脂
中にカーボン、グラファイト、炭素繊維、銅合金などの
導電性物質を混入することとなるので、通常のフッソ樹
脂やナイロン樹脂に比して耐摩耗性にも優れることとな
り、帯電部材として特に適している。また、帯電部を金
属材料または絶縁材料の粉体摩擦面にフッソ樹脂の微粒
子を分散共析させた複合メッキ被膜により形成する場合
には、形成された粉体摩擦面が硬く、耐摩耗性に一層優
れ、長寿命の静電粉体塗装用摩擦帯電ガンを得ることが
できる。なお、粉体通路の捩れ方向を圧縮流体の旋回方
向と逆にする場合には、粉体と帯電部材の摩擦機会を増
大することができる。
【0010】
【実施例】以下、この発明の実施例を図に示された粉体
塗装用摩擦帯電ガンについて説明する。なお、図中、同
一または相当部分には同一符号が付されている。
【0011】図1、図2および図3に示される摩擦帯電
ガン1は、筒状の外殻2と、この外殻2内に収容された
帯電部材3と、この帯電部材3の周囲に環状に形成、配
置された複数個の粉体通路4と、粉体出口側に取り付け
られたヘッド連結部5と、入口側に構成された圧縮流体
供給部6と、粉体供給のためのホースを連結するための
接続部7と、そして帯電部材3を接地するためのアース
部8とからなっている。
【0012】筒状の外殻2は絶縁材あるいは金属でつく
られ、その出口と入口に端部2a,2bを有し、出口端
部2aにはヘッド連結部5が取り付けられ、入口端部2
bには接続部7が取り付けられている。外殻2は一体に
成型することもできるが、半分づつ製作し、中央で接続
して一体とすることもできる。帯電部材3は、出口円錐
部3a、入口円錐部3bおよび中央円柱部3c、円錐案
内部3d、円錐分配部3eおよびノズル筒部10からな
り、それぞれ導電性(100〜1013Ωcm)のフッソ
樹脂(カーボン10〜30%を含むポリテトラフルオロ
エチレンが望ましい。)で形成されて一体化されてい
る。中央円柱部3cには、その周囲に環状に形成、配置
された複数個、例えば8個の軸方向に平行な貫通孔、す
なわち粉体通路4が形成されている。入口側の円錐分配
部3eは、入口円錐部3bに対応し、複数個の粉体通路
4に粉体を平等に分配する役目と同時に粉体を帯電させ
る役目を有する。また、出口側の円錐案内部3dは、出
口円錐部3aと対応し、乱流または渦流を起こさせない
ように、帯電粉体をヘッド連結部5あるいは粉体ガンヘ
ッドに送り出す役目を有する。なお、出口円錐部3aを
直接ガンヘッドとし、ヘッド連結部を省略することがで
きる。また、粉体通路4は、図10に示すように、螺旋
形を画くように1〜180度捩るように形成するのがよ
く、このように粉体通路4を形成する場合には、粉体と
帯電部材の摩擦機会を増大することができる。この場合
粉体通路4の捩れ方向を圧縮流体の旋回方向と逆に捩る
と、さらに粉体と帯電部材との摩擦機会を増大すること
ができる。なお、図10には、粉体通路4の捩れを理解
し易くするために、8個の粉体通路4のうちの3個のみ
が示されている。
【0013】粉体の帯電部は、中央円柱部3cに形成、
配置された粉体通路4、入口円錐部3b、および円錐分
配部3eが主たる帯電部としての機能を有し、出口円錐
部3a、円錐案内部3dおよびノズル筒部10等も帯電
部としての補助的機能を有する。この帯電部で帯電され
た粉体は、ヘッド連結部5あるいは粉体ガンヘッドHに
送り出され被塗物にスプレーされる。圧縮流体供給部6
は、粉体を帯電部で摩擦帯電させるために粉体に旋回流
を与える部分である。すなわち、図示しない圧縮流体源
に接続する圧縮流体供給管9、ノズル筒部10、このノ
ズル筒部10と外殻2との間に設けられた圧縮流体室1
1およびノズル筒部10の内側面に対し接線方向に明け
られたノズル穴12とからなっている。このノズル穴1
2は粉体を効率よく帯電するため、圧縮流体を旋回流と
してノズル筒部10に供給するものであり、ここで粉体
は旋回圧縮流体により加速されて帯電部材3にて摩擦帯
電され摩擦帯電ガン中を通過する。
【0014】アース部8は、導電性の帯電部材3の入口
円錐部3bの端部と外殻2の間に設けられた環状導体8
aに接続するアース接点を有し、外殻2にねじで固定さ
れている。このアース部8を通じて、帯電部で発生した
電荷のうち帯電部材3に蓄積された逆極性電荷を漏洩さ
せる。したがって、帯電部における粉体の帯電効率が低
下することなく、従来の摩擦帯電ガンに比して粉体通路
4の長さを著しく短くすることができ、その結果、摩擦
帯電ガン1を小型化することができる。
【0015】図4は、図1の摩擦帯電ガン1、すなわ
ち、導電性フッソ樹脂(カーボン20%を含むポリテト
ラフルオルエチレン)からなる帯電部材3に粉体通路4
を形成した場合と、従来の非導電性のフッソ樹脂(カー
ボンを含まないポリテトラフルオルエチレン)からなる
帯電部材3に同じ粉体通路4を形成した場合の摩擦帯電
ガンの帯電効率を比較するために、粉体としてポリエス
テル系塗料を使用し、圧縮エア圧2kgf/cm2で実
験した場合の、スプレーされる粉体塗料の帯電量(μC
/g)と粉体塗料の吐出量(g/min)の関係を示す
グラフである。なお、アースは、この発明の摩擦帯電ガ
ンの場合には帯電部材3に接続され、従来の摩擦帯電ガ
ンの場合には帯電部材の外側導電層に接続された。この
グラフによれば、粉体塗料の吐出量が多くなればなるほ
ど、吐出された粉体塗料の帯電量は帯電部材3を導電性
とした摩擦帯電ガンが優位であることを示している。
【0016】また、図5は、図4と同様の実験におけ
る、時間の経過に伴う粉体塗料の帯電量(μC/g)を
表すグラフである。このグラフから明らかなように、従
来の非導電性フッソ樹脂からなる帯電部材3に粉体通路
4を形成した摩擦帯電ガンの場合には、時間の経過とと
もに帯電量が低下するが、この発明の導電性フッソ樹脂
からなる帯電部材3に粉体通路4を形成した摩擦帯電ガ
ンの場合には、その低下割合が極めて少ない。これらの
実験結果から、帯電部を導電性材料で形成する場合に
は、粉体の帯電電荷と逆極性の電荷が帯電部に蓄積する
ことがないので、常に、粉体に所定の帯電量を帯電させ
られることが明らかである。
【0017】すなわち、図4および図5に示されるとこ
ろから、帯電部を導電性の帯電部材3により形成した摩
擦帯電ガンは、粉体に従来の摩擦帯電ガン以上に大量の
安定した電荷を与えることができる。
【0018】導電性の粉体通路4をつくるための導電性
のフッソ樹脂には、カーボン、グラファイト、炭素繊
維、銅合金を混合する。かくすることによって、通常の
フッソ樹脂やナイロン樹脂に比して耐摩耗性においても
優れることとなる。
【0019】帯電部を導電性とするために、図6に示さ
れるように、帯電部材3を金属材料(アルミニウム、鉄
または黄銅)製とし、粉体が接触する表面をフッソ樹脂
の微粒子を均一に分散共析させた複合メッキ被膜13と
してもよく、すなわち、粉体通路4などの表面にニッケ
ルメッキ液中にフッソ樹脂を分散させたメッキ液で無電
解メッキし、メッキ被膜をつくって、このメッキ被膜1
3をアース部8によりアースさせても同様の作用、効果
が得られる。なお、メッキ被膜13の硬度の高いものを
選び、耐摩耗性を大きくするのが好ましい。
【0020】帯電部を導電性とするために、図7に示さ
れるように、帯電部材3を絶縁材料とし、粉体が接触す
る表面に、フッソ樹脂を均一に分散共析させた複合メッ
キ被膜13としてもよく、この場合、帯電部材3の端部
の環状導体8aを介してアース部8によってアースさせ
ても同様の作用、効果が得られる。
【0021】なお、帯電部材3として利用できるフッソ
樹脂として、四フッ化エチレン樹脂に代えて六フッ化エ
チレン樹脂を使用することができることは明らかであ
る。
【0022】また、図8に示されるように、摩擦帯電ガ
ンを多段に構成する場合には、帯電効果が向上する。こ
の場合、帯電部材3のうち、圧縮流体の旋回流が弱くな
る場所、すなわち、出口円錐部3aと円錐案内部3dお
よびガンヘッドHのみを非導電性材料とし、その他の帯
電部材は、導電性とした場合、帯電効率が向上する。図
9にその様子を示す。よって、出口円錐部3a、円錐案
内部3dおよびガンヘッドHのみを非導電性材料とする
のが望ましい。なお、この発明による摩擦帯電ガンをプ
レチャージャーとし、後段に高電圧を使用した帯電ガン
(コロナ放電型)を接続して帯電効果を向上させること
ができる。
【0023】図9のグラフは、粉体の接触する表面を全
て導電性とした場合(イ)と、帯電部材3のうち出口円
錐部3a、ガンヘッドHおよび円錐案内部3d,3d’
を非導電材料にした場合(ロ)の比較である。図9から
明らかに、帯電部材3全部を導電性とした場合は、圧縮
流体の旋回流が弱くなる場所で帯電粉体の電荷が放電
し、帯電効率が下がり、帯電部材3のうち出口円錐部3
aあるいはガンヘッドHおよび出口円錐案内部3d,3
d’のみを非導電性材料にした場合には、放電現象がな
くなり、帯電効率が向上する。なお、この現象は、図1
に示される実施例の摩擦帯電ガンについても同様であ
る。
【0024】
【発明の効果】この発明によれば、静電粉体塗装用摩擦
帯電ガンの帯電部材またはその粉体摩擦面を導電性フッ
ソ樹脂で形成して導電性としたので、耐摩耗性に優れる
ばかりでなく、アースすることによって、この帯電部材
またはその粉体摩擦面に蓄積される、粉体の帯電電荷と
逆極性の電荷を漏洩させることができ、塗装用粉体への
帯電効率を低下させることがない。したがって、帯電部
すなわち帯電部材や粉体摩擦面の面積を小さくすること
ができ、小型化された長寿命の粉体塗装用摩擦帯電ガン
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す静電粉体塗装用摩擦帯
電ガンの縦断面図である。
【図2】図1のAーA線における断面図である。
【図3】図1のBーB線における断面図である。
【図4】帯電部材を導電性とした場合と非導電性とした
場合の帯電量の比較を示すグラフである。
【図5】図4と同様に、帯電部材を導電性とした場合と
非導電性とした場合の帯電量の変化を示すグラフであ
る。
【図6】金属材料からなる帯電部材の粉体が接触する表
面を、フッソ樹脂の微粒子を均一に分散共析させた複合
メッキをした、この発明の他の実施例を示す要部断面図
である。
【図7】絶縁材からなる帯電部材の粉体が接触する表面
を、フッソ樹脂の微粒子を均一に分散共析させた複合メ
ッキをした、この発明のさらに他の実施例を示す要部断
面図である。
【図8】摩擦帯電ガンを多段に接続する場合の例を示す
断面図である。
【図9】図8の摩擦帯電ガンの粉体の入口から出口まで
の各部分における帯電量を示すグラフである。
【図10】軸方向に粉体通路が捩られた場合の帯電部材
の斜視図である。
【符号の説明】
1 静電粉体塗装用摩擦帯電ガン 2 外殻 2a 出口外殻端部 2b 入口外殻端部 3 帯電部材 3a 出口円錐部 3b,3b’ 入口円錐部 3c,3c’ 中央円柱部 3d,3d’ 円錐案内部 3e,3e’ 円錐分配部 4,4’ 粉体通路 5 ヘッド連結部 6,6’ 圧縮流体供給部 7 接続部 8 アース部 8a 環状導体 9 圧縮流体供給管 10 ノズル筒部 11 圧縮流体室 12 ノズル穴 13 メッキ被膜 F 粉体の流れ方向 H ガンヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B05B 5/047

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状の外殻と、この外殻内に収容される
    とともにその入口側に圧縮流体供給部が構成された粉体
    通路を有する帯電部材とからなる静電粉体塗装用摩擦帯
    電ガンにおいて、前記帯電部材を導電性フッソ樹脂で形
    成して導電性とし、アースすることによって、この帯
    電部材に蓄積される、粉体の帯電電荷と逆極性の電荷を
    漏洩させることを特徴とする静電粉体塗装用摩擦帯電ガ
    ン。
  2. 【請求項2】 筒状の外殻と、この外殻内に収容される
    とともにその入口側に圧縮流体供給部が構成された粉体
    通路を有する帯電部材とからなる静電粉体塗装用摩擦帯
    電ガンにおいて、前記帯電部材を金属材料あるいは絶縁
    材料で形成し、その粉体通路の粉体摩擦面を、フッソ樹
    脂の微粒子を均一に分散共析させた複合メッキ被膜を形
    成することによって導電性となし、アースすることによ
    って、この粉体摩擦面に蓄積される、粉体の帯電電荷と
    逆極性の電荷を漏洩させることを特徴とする静電粉体塗
    装用摩擦帯電ガン。
  3. 【請求項3】前記圧縮流体供給部には、粉体に旋回流を
    与えるための接線方向のノズル穴を有するノズル筒部を
    設け、前記帯電部材の中央部には、軸方向において圧縮
    流体の旋回方向と逆に捩った粉体通路を形成したことを
    特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の静
    電粉体塗装用摩擦帯電ガン。
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